Використання інноваційних технологій у виробництві харчових волокон

Результати впливу людини на природу за останні 100 років за своєю інтенсивністю і багатоманітністю перевищили результати такого впливу за тисячоліття колишньої історії. Починаючи з 50-х років ХХ століття однією із найважливіших проблем існування людини стало завдання зниження забрудненості середовища її проживання та її організму екологічно шкідливими сполуками.

Забруднення довкілля та внутрішнього середовища людини різноманітні. Один із видів забруднень - радіаційні та радіоактивні викиди в атмосферу. Радіаційне забруднення викликається дією іонізуючих випромінень, а радіоактивне - пов’язано з перевищенням природного рівня вмісту радіоактивних сполук у середовищі.

Число екологічно шкідливих сполук, що насичують атмосферу, водні ресурси, ґрунти, харчові продукти постійно збільшуються, а масштаби їх використання зростають. Тому надзвичайно актуальним є вирішення проблем зниження впливу таких сполук на організм людини.

З цієї точки зору особливої уваги заслуговують нові технології виробництва екологічно чистої їжі та вдосконалення технологій її отримання. Одним із компонентів такої їжі є харчові волокна рослинного походження. Численні результати вивчення їх біологічної дії свідчать про те, що ХВ в організмі людини діють як ентеросорбенти, що покращують діяльність ШКТ, знижують надходження до внутрішнього середовища організму різноманітних ксенобіотиків і виявляють широкий спектр профілактичного та оздоровчого впливу, в тому числі радіопротекторного.

Науковці передових зарубіжних країн та України проводять високо масштабні дослідження із розроблення нових способів вилучення ХВ як із традиційної, так і не традиційної для харчової промисловості сировини (вичавки плодово-ягідної сировини, морепродукти, шроти олійних культур тощо) і постійно розширюють сфери їх використання при виробництві оздоровчих харчових продуктів.

ХВ рослин є потужним та ефективним засобом очищення організму людини від радіонуклідів, важких металів, продуктів метаболізму та інших ксенобіотиків.

Разом з тим тривалість використання ХВ як ентеросорбента досить обмежена (менше 1 місяця), оскільки не маючи селективної здатності до поглинання лише шкідливих сполук, компоненти клітковини з однаковою силою поглинають і необхідні організмові людини мінеральні елементи, призводячи до його де мінералізації і завдаючи йому непоправної шкоди.

Реальним варіантом розв’язання цієї суперечності є розроблення нових видів ХВ, збагаченої комплексом БАР, в тому числі мінеральних елементів, що дають можливість поповнювати організм людини необхідними компонентами, навіть якщо частка їх сорбуватиметься компонентами ХВ.

Такий інноваційний прийом дозволяє максимально використати сорбційну властивості клітковини без небажаних побічних ефектів.

Поєднання в одній композиції ХВ злакових і насіннєвих культур, а також плодів та овочів забезпечує отримання готових продуктів з достатнім вмістом ПР, геміцелюлози, лігніну та широкого спектру БАР плодів, ягід і овочів.

Світовий та вітчизняний досвід показує, що максимального збереження БАР рослинних матеріалів при отриманні готових біодобавок вдається досягти лише за умови низькотемпературного зневоднення вихідних матеріалів. В якості холодоагентів можуть служити рідкий азот, двоокис вуглецю та інші сполуки.

Для підвищення біозасвоюваності компонентів створених композицій ХВ: БАР плодоовочевих культур рекомендовано використовувати їх подрібнення в апаратах спеціальної конструкції - дезінтеграторах-активаторах, завдяки особливостям будови яких удається при подрібненні досягти подвійного ефекту - диспергування до розміру часток 40…80 мкм та активування, що проявляється у значному зростанні ефекту біодоступності та засвоюваності компонентів отриманих композицій.

Метою досліджень стало з'ясування можливостей цілеспрямованої зміни хімічного складу ХВ в напрямі збільшення водорозчинної частки складових: моноцукрів та легкогідролізованих полісахаридів.

Для досягнення цієї мети використано дезінтегроване обладнання, яке дає можливість реалізувати механічні та хімічні методи оброблення сировини і отримати продукт із заздалегідь передбаченими властивостями, необхідною дисперсністю ті структурою.

Механохімія вивчає зміни фізичних та хімічних властивостей речовини, що відбуваються при дії на них механічних сил у процесах подрібнення, пресування, ультразвукового та кріогенного оброблення тощо.

Використання методів механохімії дає можливість цілеспрямовано впливати на структуру та хімічний склад будь-яких рослинних матеріалів, що експериментально доведено при дезінтеграторному диспергуванні композицій ХВ.

Диспергування твердих тіл і їх активування є складним процесом, який включає багато взаємопов’язаних і взаємозалежних явищ. Він активно досліджується і широко обговорюється в сучасній науковій літературі, проте особливого значення для подрібнення рослинних матеріалів досі не набув.

Для досягнення вищого ступеня деструкції полімерів з більшим виходом легко гідролізованих сполук необхідно використовувати досить інтенсивні механічні впливи (вібраційні, імпульсні тощо).

Результати досліджень свідчать про високу ефективність використання в інноваційних технологіях отримання нового покоління харчових продуктів дезінтеграторів-активаторів.

Конструктивні особливості дезінтегратора полягають у тому, що на шляху від центру роторів до їх периферії частки оброблюваного матеріалу протягом тисячних часток секунди багатократно піддаються прискоренню і гальмуванню, що дає можливість говорити про імпульсний режим оброблення матеріалів, їх високодисперсного подрібнення та механоактивування. (Г.О. Сімахіна, А.І. Українець. Інноваційні технології та продукти. Оздоровче харчування: Навчальний посібник. - К: НУХТ, 2010.)